40 Gbs高速串行接口接收机模拟前端电路设计.docx

本文研究了40 Gbps高速串行接口接收机模拟前端电路设计，重点介绍了基于模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）和数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）的新结构，讨论了传统接收机结构和新的结构的优缺点，并详细介绍了CTLE电路设计和VGA增益可调、参数均衡设置的方法。 Knowledge Point 1: 传统接收机结构 vs 新结构 * 传统接收机结构：使用模拟电路，优点是延时短、功耗低、面积小；缺点是均衡能力有限，数据率较低，通常在56Gbps以下。 * 新结构：基于ADC和DSP，优点是均衡能力强，数据率高，能达到100 Gbps以上；缺点是功耗较高，延时较长。 Knowledge Point 2: CTLE电路设计 * CTLE电路原理图：采用电感峰化和源级负反馈电阻电容形式，电阻Rs和NMOS管M5并联构成源级负反馈电阻，改变M5管的栅极电压VCTLE可改变源极负反馈电阻的大小。 * CTLE小信号等效电路：忽略沟道调制效应和体效应，以简化公式推导，得到传输函数表达式。 * CTLE的直流增益和零极点之间存在折中关系，源极负反馈电阻和电容可进行调节。 Knowledge Point 3: VGA增益可调和参数均衡设置 * VGA在信号奈奎斯特频率范围内调整低频增益，补偿CTLE的衰减。 * 使用Buffer增加驱动能力，避免AFE级联DFE的负载较重的问题。 Knowledge Point 4: 模拟前端电路设计 * 模拟前端电路设计的总体结构框图：包括CTLE、VGA和Buffer三个部分。 * CTLE提高信号的高频增益，同时降低信号的低频增益。 * VGA在信号奈奎斯特频率范围内调整低频增益，补偿CTLE的衰减。 Knowledge Point 5: CTLE电路设计中的参数调整 * 源极负反馈电阻和电容可进行调节，以改变CTLE的零极点分布和直流增益。 * Rd和Cs的选择对CTLE的性能有重要影响。 Knowledge Point 6: 高速串行接口接收机模拟前端电路设计中的挑战 * 高速串行接口接收机模拟前端电路设计需要考虑数据率高、功耗低、面积小等多个方面的性能指标。 * 需要设计合适的CTLE电路和VGA增益可调、参数均衡设置，以满足高速串行接口接收机的性能要求。